西门子6ES7211-0AA23-0XB0货期较快
1 引言
高速发展的中国经济对能源和环保提出了越来越高的要求，利用秸秆燃烧发电是充分利用能源，保护生态环境的有效途径之一。据测算，每两吨秸秆的发电量相当于一吨煤，环境国际能源机构的研究表明，秸秆还是一种很好的清洁可再生能源，其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量却高达1%。除了具有较好的经济效益和生态效益，秸秆发电还具有可观的社会效益，根据清洁发展机制（CDM），秸秆发电项目可以通过出售温室气体减排量来获取建设资金。从节能环保、充分利用农村再生资源、建设环境友好型社会的角度出发，利用秸秆燃烧发电在我国得到了广泛应用，成为的“朝阳”产业。
本文介绍的基于LK系列PLC的控制系统在满足热电厂设备安全、高效运行的具有良好的经济价值，社会效益和推广前景，目前已成功应用于连云港协鑫热电厂和宝应协鑫热电厂秸秆上料系统现场。
2 工艺流程介绍
2.1 秸秆发电工艺介绍
协鑫热电厂采用秸秆为原料，将其打碎并包装成捆，上料系统将深加工后的秸秆燃料通过散包机进行二次打碎，并将二次打碎后的燃料分散成碎料送至皮带机，皮带将分散后的秸秆碎料送入蒸汽炉的加热系统内充分燃烧，使蒸汽炉循环水转变为水蒸气推动汽轮机旋转，再由动能转化为电能。整个上料系统包括散包机的原料分散和皮带机的物料输送两部分。
2.2 秸秆发电上料系统
散包机原料分散系统
散包机由压料辊、导料辊、输送辊、一次侧散包机、二次侧散包机几部分组成。秸秆燃料进入散包机后，先由压料辊将其进行二次粉碎，粉碎后的燃料通过导料辊进入输送辊。后由输送辊送入一次侧散包机进行分散作业，分散后经由输送辊送至二次侧散包机进行二次分散作业。
皮带机物料输送系统
经二次分散作业后的秸秆燃料由散包机进入皮带机内，燃料由0#皮带机/1#皮带机→2#皮带机→3#皮带机，后由3#皮带机将其送入加热炉的炉膛内进行燃烧。
图 1 上料系统结构示意图
3 自动化控制系统设计
协鑫秸秆发电厂控制系统分为生产管理级、现场控制级和就地控制级三层结构，利用高速工业以太网（TCP/IP协议）进行连接以实现信息和资源的共享，其优先级分别为就地控制级高，为现场控制级，低为生产管理级。由LK组成的现场控制站位于该系统的的现场控制级，并接入电厂原有的DCS系统中。
图2自动化控制系统结构图
生产管理级
位于蒸汽炉、汽轮机联产系统控制室内，由原有DCS监控系统构成。各监控计算机对主要工艺设备的运行状态和生产过程的工艺参数进行数据采集及显示。上料输送系统的PLC控制站通过串口通讯，与DCS系统的通讯服务器连接并由该服务器将PLC控制站数据传入DCS的I/O服务器内，I/O服务器上运行的监控软件将该数据进行显示并下发控制命令。
现场控制级
即PLC控制级，由LK大型PLC构成，采用CPU双机热备的冗余结构，使整个系统运行稳定可靠。其功能是读取上料系统中散包机和各皮带机的运行参数并根据生产管理系统下发的指令来控制系统中各设备的运行。采集数据主要包括 散包机各组成部分变频器的运行状态、反馈电流以及故障信号；皮带机的运行状态、反馈电流及各皮带机的在线检测开关信号。现场控制级接受生产管理级的调度，但并不依赖于生产管理级而运行，若监控计算机出现故障或并没有投入使用亦或通信网络出现故障，该控制站仍能正常工作，对整个工艺过程没有影响。
就地控制级
将设备切换到现场手动状态，以实现设备的就地手动控制。就地手动控制具有高的优先级，主要应用在设备调试、维护阶段。
秸秆发电厂上料控制系统采集原料分散系统中负责控制压料辊、导料辊、送料辊、一次侧散包辊和二次侧散包辊等设备的变频器状态信号及数据信号并对以上设备发送控制信号；实时读取并控制物料输送系统中各皮带机的工作状态，包括各皮带机组的A/B两条皮带的启停控制及防撕裂、打滑、堵料、跑偏、拉绳等在线检测开关。
4 工艺控制策略
A/B组传动系统分为两个环节，如图1所示，系统1是输送整料的，需要散包机分散，进入2#皮带机、3#皮带机，后进料仓；系统0是输送散料的，不需要散包机分散，经0#皮带机、2#皮带机、3#皮带机进入料仓。具体过程如下
4.1 系统0控制
系统0启动
3#皮带机是系统的末端，直接进料仓或锅炉。必须先起动，否则就会发生堵料现象，即优先级高，在皮带机3#启动60s正常运行后在启动2#皮带机。同理顺次启动皮带机0#。
系统0停止
系统停止控制与启动顺序正好从进料端顺序停止。相应的皮带机要做延时停止，保证物料完全被传送出去。
4.2 系统1控制
系统1启动
3#皮带机是系统的末端，直接进料仓或锅炉。必须先起动，否则就会发生堵料现象，即优先级高，在皮带机3#启动60s正常运行后在启动2#皮带机。同理顺次启动皮带机0#、散包机。
系统1停止
系统停止控制与启动顺序正好从进料端顺序停止。相应的皮带机要做延时停止，保证物料完全被传送出去。
故障处理
系统中的设备都提供了故障信号，根据故障信号停止相应的设备。一般在系统运行时，当某一个皮带机或散包机发生故障时，其相应的联锁设备也会停止，保障系统的安全。如图5所示
5 系统功能
协鑫热电厂上料输送系统通过将PLC控制站接入原有DCS系统实现了对工艺流程的监测、控制以及数据的处理、存储、分析以及报表打印等任务。
工艺流程显示
显示工艺流程的将所有的设备状态、工艺参数以及各控制回路的详细参数等进行了有针对性的实时采集与显示。
设定值显示
包括所有必需参数的设定值、控制方式、调节参数以及其它联锁值、报警值等。
报警显示
包括实时报警、历史报警。系统可在线诊断各类故障，查找故障部位并报警。包括工艺数据报警、设备故障报警、系统故障报警，根据不同的报警信息提供不同的报警画面，在故障确认后可实现报警解除。
报表显示和打印
采用了DDE技术，从而使用户能够直接使用Excel编制报表。借助Excel的强大功能，用户可以随心所欲地编制各种各样的报表。可以是实时数据的报表，也可以是历史数据的报表。
历史数据的存储与检索
对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据。
控制
在监控计算机上可以进行远程手动控制，使用鼠标、键盘控制PLC来启动和停止现场的设备。
操作记录
对重要设备的操作、重要参数的修改均会自动记录，包括登录的操作员、对设备进行的操作、时间以及修改前的参数值、修改后的参数等，以利于管理及事故分析。
系统的安全管理
系统设置为多用户、多区域方式，各类用户均有自己的用户名和密码，对应着不同的安全级别，决定了操作员可观察的范围、可使用的功能、可修改的参数等。多可以设置为8级用户、8级区域。
6 控制系统优点
本方案以PLC监控计算机为核心，通过以太网通讯方式，将现场PLC控制站与监控计算机连接起来，构成一个分布式控制系统。系统具有如下优点：
先进性
本方案设计中不仅采用了先进的软、硬件，着眼于企业“管控一体化”的需求，贯彻了数字化、信息化电厂的先进思想，使企业生产数据的智能应用成为现实。该方案使控制系统有机地成为企业整个IT架构的一部分。
本系统采用先进的计算机控制系统，主要用于热电厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统配有可靠的硬件设备，和功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、编程软件和控制软件。
高可靠性
控制系统在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。
CPU双机热备，任何一个故障均不影响系统的正常运行。
现场控制站PLC对工艺过程的控制不会因监控计算机的瘫痪而受影响。
现场控制站的PLC能够在恶劣的环境中长期可靠运行，平均无故障间隔时间（MTBF）15年。
强大的功能
PLC的编程语言符合IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。
高速工业以太网作为系统的骨干网络，实现高速数据传输、高度数据共享。
组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史数据以及二次开发功能完善且易用。
7 结束语
投运以来，由LK大型PLC控制的协鑫热电厂秸秆上料输送系统至今运行。实践证明，LK大型PLC能较好地满足秸秆上料系统的控制要求，对整个上料系统及热电厂的安全、经济运行提供了有力保障。该设计方案整体成本较低、可靠性好、抗干扰能力强、维护成本低、可操作性高，在市场中具备强有力的竞争力，为热电厂行业增添了一套完善的解决方案
1、概述
本文介绍大连实德银川基地混料自动控制系统，采用德国西门子公司的S7可编程序控制器，成功应用于大连实德银川基地混料系统生产线。
大连实德银川基地混料系统的生产过程全部由可编程序控制器S7-300完成，即将生产工艺配方输入到系统监控配方程序中，由称重计量仪器动态检测电子称称重传感器的信号，并将控制信号传送给可编程序控制器，再由可编程序控制器产生各执行机构的控制命令来实现混料生产的自动化，提高混料各配方原料的准确性和生产效率。
2、系统功能
混料系统的主要功能是多种原料经过送料系统进入料仓以后，按照生产配方给定的原料配比从各料仓加到电子称中进行计量称料，再送入热冷混料机组中混合搅拌，并相应控制物料混合搅拌时的温度，以保证物料混合均匀和混合料的特性达到生产工艺要求，后将混合好的混合料送入干混料仓内，以供型材挤出机生产线使用。
混料系统需解决的主要问题包括：
（1）实时采集各电子称称重传感器的称重信号。
（2）根据称重信号和生产配方产生罗茨风机、电磁旋转阀、电磁碟阀等的控制信号。
（3）动态检测和处理混料过程中可能出现的各种故障。
（4）下位机和上位机的通讯
（5）上位机的集中监控。
混料时，称重仪器选用的是莱梅特RWA-AD模数转换模块，可以设置和定制参数，采集称重传感器信号，输出数字信号。借助配方给定的原料配比产生执行机构的控制命令，并通过可编程序控制器控制各辅料罐的螺旋送料器、电磁阀和混料机组阀门的起停和开闭。通过检测电机保护装置，阀门位置开关状态获取电机、阀门的运行和故障情况，并可在工控电脑显示屏上进行监控。
3、可编程控制器系统组成
系统组成按站点划分。混料机组独立控制，与整个混料系统建立基于ProfiBus 通讯。
站1：为上位机，采用西门子工控机；CPU为2.4G，内存为256M，采用以太网与系统PLC连接。采用WEBfactory组态形成监控图形。
站2：1号混料机组PLC，使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态，PLC和SIMATICOP27通讯连接，监控混料机组运行。
站3：2号混料机组PLC，使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态，PLC和SIMATICOP27通讯连接，监控混料机组运行。
站4：3号混料机组PLC，使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态，PLC，监控混料机组运行。
站5：挤出现场PLC。采用西门子S7-215，共4组。用于控制挤出生产线四条绞龙运行和SIMATICOP7通讯连接用于现场控制。与整个混料系统PLC采用基于ProfiBus 通讯。总系统采用站1监控。
4、基于ProfiBus DP通信
PROFIBUS现场总线是国际性的开放性现场总线标准，是一种符合IEC61158标准的现场总线。PROFIBUS-DP经过优化的高速、廉价的通信连接，是专门用于自动控制系统和设备及分散的I/O之间的通信网络。PROFIBUS-DP用于基础控制层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。PROFIBUS-DP的上述特点使其在工业电气自动化领域占据了重要的地位。
本系统中ProfiBus DP总线完成PC与各设备之间的通信，并采用主从方式通信：主机(S7-416-2DPPLC)作为ProfiBus DP主站，以轮询方式对下属各从站(如ET200S﹑S7-300PLC等)进行定周期扫描和读写。主机通过ProfiBusDP总线将指令传送到对应的数据区，并将各设备返回的状态信号从对应的数据区取出，从而实现对下属每个设备的监控。
5、系统监控通讯配置图
6、系统监控通讯程序
Network 4 S7 connecting
CALL "MX1.1_connect" //连接1＃混料机组PLC
CALL " MX2.1_connect" //连接2＃混料机组PLC
CALL " MX3.1_connect" //连接3＃混料机组PLC
CALL "image: MX1.1"
CALL "image: MX2.1"
CALL "image: MX3.1"
CALL "image: S31- 32"
CALL "image: S33- 34"
Network 5 Control Signals PC (VISU) -> PLC
CALL "image: S11-16"
CALL "image: S17-22"
CALL "fc_pc_flags_set"
Network 6 Control Signals PC (Prisma) -> PLC
CALL "fc_pc_flags_set"
7、结束语
混料系统控制构成复杂，控制任务多，逻辑繁琐。即要实现对现场各控制点的控制和监控。又要完成现场各种数字量、开关量的检测以及对周边设备，如各种运行电机和风机的控制。采用功能强、安全系数高的德国SIEMENSSIMATICS7系列可编程序控制器，整个控制系统完全满足混料系统控制工艺要求，实现了混料自动控制以及送料全过程的协调控制，系统性能好，操作使用方便。确保生产任务正常完成。
传统的平头设备锁不能解决的平头面的光滑度和平面度受到刀具的jingque程度以及操作人员的熟练程度等诸多因素的影响这个问题，而用数控设备就可以完全解决，本文介绍改数控系统的PLC控制。
1、前言
我们都知道，使用传统的普通平头设备的进行工件的平头操作，平头面的光滑度和平面度，会受到刀具的jingque程度以及操作人员的熟练程度等诸多因素的影响。鉴于存在这种问题，我们研制了数控平头机，它可以按照输入的进刀曲线连续工作，始终保持高精度和高效率，从而充分保证平头质量。
2、控制要求
数控平头机控制要求为：
（1）控制系统应可调整刀头加工程序；
（2）不同的加工阶段可以选择不同的加工速度和加工深度。空程的时候的进刀曲线如图1所示，加工时的进刀曲线如图2所示；
（3）主轴转速应可调节，且范围应宽广；
（4）加工jingque度高，加工材料平面的光滑度要求为Ra≤1.6μm；
（5）定尺尺寸精度：±0.5mm
图1 空程时进刀曲线
图2 加工时进刀曲线
3、系统的硬件设计
根据系统的控制要求配置硬件如下：
可编程控制器：1个西门子公司的S7-200系列CPU222PLC；
人机界面：1个DP210；
外设：2个步进电动机、2个步进电机驱动器、2个三相电动机、1台变频器、1个EM222、8个电磁开关、4个光电传感器和1个霍尔传感器。
3.1 系统的I/O点分配
由硬件结构图可知,系统需要5个输入点和14个输出点.CPU222PLC有8个输入点和6个输出点,需要增加一个扩展模块,选用8点输出的数字量扩展模块EM222.输入点是I0.0-I0.7;输出点是Q0.0-Q0.5和Q1.0-Q1.7,分配情况见下表1和表2：
表1 输入端子分配表
表2 输出端子分配表